热电偶、热电阻的选择及应用

　　铂电阻有良好的稳定性和较高的测量精度;镍铬一镍硅热电偶价格低廉，应用广泛，但是精度偏低.在实际的中、低温测量中，如何选用热电偶或热电阻?现从它们各自的热电特性出发，以提高测量精度为目的加以分析。

　　1热电偶和热电阻的热电特性

　　热电偶是根据热电效应原理来测量温度的.两种成分不同的均质导体A和B焊接在一起构成闭合回路如图l。当导体A和B的两端接点T1和T。处存在着温差时，回路中就会产生热电势。热电偶的测温范围为一270~2800^。C。

　　热电势的大小，只与热电极材料的成分和两接点Tl、T。的温差有关，而与热电极的直径、长度无关，因此，热电偶感温部分是一个点，其热惰性小。热电阻是利用金属导体的电阻值与其本身温度有一定的函数关系进行测量的。当电阻温度变化时，电阻值也随之变化，其测温范围为-200~650℃。如图2所示，将金属丝(铂丝)绕在长为L，直径为 Φ的骨架上，然后用银引线引出就成为一热电阻感温元件.热电阻的感温部分是一段感温体，因此热惰性较大。

　　恺装热电偶从室温到100℃水中的响应时间常数r值如表1。

　　恺装铂热电阻在水中的响应时间常数 Τ _0-5值如表2。

　　表3和表4分别列出了热电偶和热电阻的温度测量范围和基本误差。

　　由表1至表4可以看出:

　　(1)热电偶比相应的热电阻时间常数小。

　　(2)热电阻比热电偶基本误差小。

　2热电偶和热电阻误差的区别

　　在保护套管材质、结构、尺寸、测温环境、安装方式、安装位置相同的条件下，对相同的测温对象，热电偶和热电阻测温误差数值不同的原因有二。其一是热电偶、热电阻与被侧温对象达到热平衡时即稳态时二者的测温误差不同;其二是由于热电偶、热电阻热惰性的不同而引起的动态误差不同。第一种误差如表3表4所列。现对第二种误差作一分析。热电偶、热电阻测温时，其动态特性，可由下列微分方程来描述。

　　式中、 Τ。为感温元件的时间常数;

　　T为测量温度;

　　T1为介质实际温度;

　　dT/dt为温度变化率。

　　工业测温中，介质的温度是经常波动的。为讨论方便，假定温度按正弦规律波动即:

　　式中:ω为温度波动角频率;

　　φ ₀为初相角;Tf。为介质平均温度;

　　Tm为介质温度波动幅值。

　　将式(2)代入式(l)得